УСТАНОВКА ДЕЭТАНИЗАЦИИ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2020 года по МПК B01D53/48 C10L3/10 

Изобретение относится к криогенным установкам и может быть использовано в газовой промышленности для деэтанизации магистрального природного газа.

Известна установка комплексной подготовки газа [RU 2624710, опубл. 05.07.2017 г., МПК F25J 3/00, С07С 7/00, C10G 5/06], включающая входной сепаратор, рекуперационные теплообменники, редуцирующие устройства, дефлегматор, блок низкотемпературной сепарации и блок стабилизации.

Недостатком установки является низкий выход углеводородов С₂₊ из-за недостаточного охлаждения газа.

Наиболее близка к предлагаемому изобретению установка для деэтанизации природного газа (варианты) [RU 2668896, опубл. 04.10.2018 г., МПК C10G 5/06, F25J 3/00, B01D 53/48], включающая линию магистрального газа, разделенную на две линии, компрессор, холодильник, три детандера (редуцирующих устройства), соединенных с компрессором, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с тепломассообменным блоком и линией подачи флегмы в деметанизатор (блок фракционирования), соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, с сепаратором, оснащенным линией подачи метансодержащего газа из блока фракционирования, линией вывода широкой фракции легких углеводородов (остатка сепарации) и линией вывода газа с тепломассообменным блоком и рекуперационным теплообменником.

Недостатком данной установки является низкий выход углеводородов С₂₊ из-за высокой температуры газа, а также из-за уноса углеводородов С₂₊ из блока фракционирования с метансодержащим газом вследствие высокого содержания метана во фракционируемой смеси.

Задача изобретения - повышение выхода углеводородов С₂₊.

Техническим результатом является повышение выхода углеводородов С₂₊ за счет снижения температуры газа путем установки второго рекуперационного теплообменника и за счет снижения уноса углеводородов С₂₊ при фракционировании путем установки деметанизатора низкого давления.

Предложено два варианта установки.

Технический результат в первом варианте достигается тем, что в установке, включающей линию магистрального газа, разделенную после блока осушки на две линии, компрессор, холодильник, детандеры, соединенные с компрессором, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с тепломассообменным блоком и линией подачи флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, с сепаратором, оснащенным линиями подачи метансодержащего газа, вывода остатка и газа сепарации с тепломассообменным блоком и рекуперационным теплообменником, а также блок фракционирования, особенность заключается в том, что установка оснащена редуцирующими устройствами, по меньшей мере одно из которых выполнено в виде детандера, на первой линии магистрального газа после холодильника установлены первый рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и деметанизатор низкого давления, на второй линии магистрального газа установлены второй рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и промежуточный сепаратор, оснащенный линией вывода остатка, оборудованной редуцирующим устройством, и линией вывода газа, на которой установлен дефлегматор, кроме того, деметанизатор низкого давления оснащен линией подачи деметанизированного конденсата, соединен с линиями вывода остатка сепарации, подачи флегмы, остатка промежуточной сепарации и метансодержащего газа, а также соединен со вторым рекуперационным теплообменником линиями ввода/вывода циркулирующего орошения, при этом блок фракционирования включает по меньшей мере деметанизатор высокого давления, соединенный с деметанизатором низкого давления линиями подачи деметанизированного конденсата и отходящего газа, и деэтанизатор, оснащенный линиями вывода этановой и пропан-бутановой фракций.

Второй вариант отличается соединением первой линии магистрального газа с промежуточным сепаратором.

В обоих вариантах деметанизатор может быть оснащен линией вывода сжиженного природного газа. Компрессор может быть оснащен линией подачи дополнительной энергии для увеличения мощности привода. На линии магистрального газа может быть установлен блок очистки от углекислого газа.

По меньшей мере одно из редуцирующих устройств выполнено в виде детандера, а остальные - в виде детандера, дроссельного вентиля или газодинамического устройства. Компрессор соединен с детандером(ами) с помощью кинематической и/или электрической, и/или магнитной, и/или гидравлической связи. Деметанизаторы и деэтанизатор могут быть выполнены в виде ректификационных колонн, а блок осушки - в виде адсорбционной установки. В качестве остальных элементов установки могут быть размещены любые устройства соответствующего назначения, известные из уровня техники.

Размещение второго рекуперационного теплообменника позволяет снизить температуру газа и повысить выход углеводородов С₂₊, при этом соединение деметанизатора низкого давления со вторым рекуперационным теплообменником линией ввода/вывода циркуляционного орошения позволяет подать тепло в деметанизатор, уменьшить количество метана, подаваемого в блок фракционирования и снизить благодаря этому этого потери углеводородов С₂₊ с отходящим газом.

Установка в обоих вариантах включает блок осушки 1, промежуточный сепаратор 2, дефлегматор 3, сепаратор 4, деметанизаторы низкого и высокого давления 5 и 6, деэтанизатор 7, первый и второй рекуперационные теплообменники 8 и 9, холодильник 10, компрессор 11 и редуцирующие устройства 12-16 (условно показаны детандеры).

При работе первого варианта установки (фиг. 1) магистральный газ, подаваемый по линии 17, осушают в блоке 1, затем одну его часть сжимают компрессором 11, охлаждают в холодильнике 10, теплообменнике 8, редуцируют в устройстве 12 и подают в деметанизатор 5, а другую, подаваемую по линии 18, охлаждают в теплообменнике 9, редуцируют в устройстве 13 и разделяют в сепараторе 2 с получением остатка, выводимого по линии 19 после редуцирования в устройстве 16, и газа, направляемого в дефлегматор 3, из которого по линии 20 выводят флегму после редуцирования в устройстве 15, а по линии 21 - газ дефлегмации. Газ дефлегмации редуцируют в устройстве 14 и разделяют в сепараторе 4 совместно с метансодержащим газом, подаваемым по линии 22, на остаток, выводимый по линии 23, и газ, который выводят по линии 24, нагревают в тепломассообменном блоке дефлегматора 3, теплообменнике 8 и, после смешения с газом регенерации, подаваемым из блока 1 по линии 25, выводят по линии 26. В деметанизатор 5 по линиям 19, 20 и 23 подают остатки сепарации и флегму, по линии 27 - отходящий газ, а выводят: с верха по линии 22 - метансодержащий газ, из средней части по линии 28 - поток циркулирующего орошения, который нагревают в теплообменнике 9 и возвращают, а с низа по линии 29 - деметанизированный конденсат, который направляют в деметанизатор 6 для разделения на отходящий газ и углеводородную фракцию, подаваемую по линии 30 в деэтанизатор 7 для разделения на этановую и пропан-бутановую фракции, выводимые по линиям 31 и 32. Второй вариант (фиг. 2) отличается подачей редуцированного первого потока осушенного магистрального газа в сепаратор 2. Пунктиром показаны: возможная связь редуцирующих устройств 12-16 с компрессором 11, отбор сжиженного природного газа по линии 33 и подача по линии 34 энергии со стороны для увеличения мощности компрессора.

Таким образом, предлагаемая установка позволяет увеличить выход углеводородов С₂₊ и может найти применение в газовой промышленности.

Изобретение относится к криогенным установкам и может быть использовано в газовой промышленности. Предложено два варианта установки деэтанизации магистрального газа, включающей блок осушки, промежуточный сепаратор, дефлегматор, сепаратор, деметанизаторы низкого и высокого давления, деэтанизатор, первый и второй рекуперационные теплообменники, холодильник, компрессор и редуцирующие устройства. При работе первого варианта установки магистральный газ осушают, затем одну его часть сжимают, охлаждают в холодильнике, первом рекуперационном теплообменнике, редуцируют и подают в деметанизатор, а другую часть охлаждают во втором рекуперационном теплообменнике, редуцируют и разделяют в промежуточном сепараторе с получением остатка, выводимого после редуцирования, и газа, направляемого в дефлегматор, из которого после редуцирования выводят флегму и газ дефлегмации, который разделяют в сепараторе совместно с метансодержащим газом на остаток и газ, который нагревают в тепломассообменном блоке дефлегматора, первом рекуперационном теплообменнике и, после смешения с газом регенерации, подаваемым из блока осушки, выводят. В деметанизатор низкого давления подают остатки сепарации и флегму и отходящий газ, а выводят: с верха - метансодержащий газ, из средней части - поток циркулирующего орошения, который нагревают во втором рекуперационном теплообменнике и возвращают, а с низа - деметанизированный конденсат, который направляют в деметанизатор высокого давления для разделения на отходящий газ и углеводородную фракцию, подаваемую в деэтанизатор для разделения на этановую и пропан-бутановую фракции. Второй вариант отличается подачей редуцированного первого потока осушенного магистрального газа в промежуточный сепаратор. Изобретение позволяет повысить выход углеводородов С₂₊. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Установка деэтанизации магистрального газа, включающая линию магистрального газа, разделенную после блока осушки на две линии, компрессор, холодильник, детандеры, соединенные с компрессором, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с тепломассообменным блоком и линией подачи флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, с сепаратором, оснащенным линиями подачи метансодержащего газа, вывода остатка и газа сепарации с тепломассообменным блоком и рекуперационным теплообменником, а также блок фракционирования, отличающаяся тем, что установка оснащена редуцирующими устройствами, по меньшей мере одно из которых выполнено в виде детандера, на первой линии магистрального газа после холодильника установлены первый рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и деметанизатор низкого давления, на второй линии магистрального газа установлены второй рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и промежуточный сепаратор, оснащенный линией вывода остатка, оборудованной редуцирующим устройством, и линией вывода газа, на которой установлен дефлегматор, кроме того, деметанизатор низкого давления оснащен линией подачи деметанизированного конденсата, соединен с линиями вывода остатка сепарации, подачи флегмы, остатка промежуточной сепарации и метансодержащего газа, а также соединен со вторым рекуперационным теплообменником линиями ввода/вывода циркулирующего орошения, при этом блок фракционирования включает по меньшей мере деметанизатор высокого давления, соединенный с деметанизатором низкого давления линиями подачи деметанизированного конденсата и отходящего газа, и деэтанизатор, оснащенный линиями вывода этановой и пропан-бутановой фракций.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что деметанизатор оснащен линией вывода сжиженного природного газа.

3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что компрессор оснащен линией подачи дополнительной энергии для увеличения мощности привода.

4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что на линии магистрального газа установлен блок очистки от углекислого газа.

5. Установка деэтанизации магистрального газа, включающая линию магистрального газа, разделенную после блока осушки на две линии, компрессор, холодильник, детандеры, соединенные с компрессором, рекуперационный теплообменник, дефлегматор с тепломассообменным блоком и линией подачи флегмы, соединенный линией подачи газа дефлегмации, оборудованной редуцирующим устройством, с сепаратором, оснащенным линиями подачи метансодержащего газа, вывода остатка и газа сепарации с тепломассообменным блоком и рекуперационным теплообменником, а также блок фракционирования, отличающаяся тем, что установка оснащена редуцирующими устройствами, по меньшей мере одно из которых выполнено в виде детандера, на первой линии магистрального газа после холодильника установлены первый рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и промежуточный сепаратор, на второй линии магистрального газа установлены второй рекуперационный теплообменник, редуцирующее устройство и промежуточный сепаратор, оснащенный линией вывода остатка, оборудованной редуцирующим устройством, и линией вывода газа, на которой установлен дефлегматор, кроме того, деметанизатор низкого давления оснащен линией подачи деметанизированного конденсата, соединен с линиями вывода остатка сепарации, подачи флегмы, остатка промежуточной сепарации и метансодержащего газа, а также соединен со вторым рекуперационным теплообменником линиями ввода/вывода циркулирующего орошения, при этом блок фракционирования включает по меньшей мере деметанизатор высокого давления, соединенный с деметанизатором низкого давления линиями подачи деметанизированного конденсата и отходящего газа, и деэтанизатор, оснащенный линиями вывода этановой и пропан-бутановой фракций.

6. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что деметанизатор оснащен линией вывода сжиженного природного газа.

7. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что компрессор оснащен линией подачи дополнительной энергии для увеличения мощности привода.

8. Установка по п. 5, отличающаяся тем, что на линии магистрального газа установлен блок очистки от углекислого газа.